Kĩ Thuật Chế Tạo trong Cơ Khí
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.76 MB, 55 trang )
TS. H Thu Nga -HBK 1
TS. H Th Thu Nga -HBK
K
K
THU
THU
T CH
T CH
T
T
O 3
O 3
TS. H Th Thu Nga -HBK
c tiêu môn hc
• Cung cp cho sinh viên nhng kin thc
n v nguyên lý gia công và kh ng
công ngh a các phng pháp gia công
không truyn thng, các phng pháp gia
công vt liu phi kim loi, công ngh lý
t.
• Cung cp các kin thc giúp cho sinh viên
có kh ng thit k u qui trình công
ngh ch o chi tit và lp ráp mt sn
phm, sao cho t yêu cu cht lng vi
hiu qu kinh t cao nht.
TS. H Th Thu Nga -HBK
Tóm t ng môn hc
(30 tit lý thuyt + 15 tit TH)
•Chng 1: Các phng pháp gia công không
truyn thng
•Chng 2: Phng pháp gia công tinh bng bin
ng do
•Chng 3: Thit k qui trình công ngh gia công
chi tit
•Chng 4: Tiêu chun hóa quá trình công ngh và
gia công nhóm
•Chng 5: QTCN gia công mt s chi ti n hình
•Chng 6: Gia công ren
•Chng 7: Gia công bánh rng
•Chng 7: Công ngh p ráp
TS. H Th Thu Nga -HBK
Tài liu tham kho
• [1]. PGS.TS. Trng Ngc Thc, “Các phng pháp gia công
i”, NXB TP.HCM 1995
• [2]. TS. Phm Ngc Tun và các tác gi “Các phng pháp
gia công kim loi”, NXB HQG TP.HCM 2003
• [3] TS.Nguyn Huy San, “Các phng pháp gia công n lý,
n hóa”, H BK Tp.HCM, 1992
• [4] M.P. Groover, “Fundamental of modern manufacturing”,
John Wiley & Sons, Inc., 2007
• [5] Helmi A.Youssef, “Machining Technology”, CRC Press-
2008
• [6] Trn Doãn Sn, “K thut ch o”, NXB HQG TPHCM,
2009
• [7] GS.TS.Trn V ch ch biên, “Công ngh ch o máy”,
NXB Khoa hc K thut, 2008.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 2
TS. H Th Thu Nga -HBK
Nontraditional Machining Processes (NMP)
Chng
Chng
1
1
C
C
Á
Á
C PHNG PH
C PHNG PH
Á
Á
P GIA CÔNG
P GIA CÔNG
KHÔNG TRUY
KHÔNG TRUY
N TH
N TH
NG
NG
TS. H Th Thu Nga -HBK
i dung chng 1:
• 1.1 Khái nim
• 1.2 Phng pháp gia công bng siêu âm
• 1.3 Phng pháp gia công bng tia nc
• 1.4 Phng pháp tia l n
• 1.5 Phng pháp gia công bng Lade
• 1.6 Phng pháp hóa hc
• 1.7. Phng pháp gia công n hóa
TS. H Th Thu Nga -HBK
Phân loi k thut ch o [5]
TS. H Th Thu Nga -HBK
Phân loi quá trình
gia công tách vt liu
[4]
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 3
TS. H Th Thu Nga -HBK
• La chn phng pháp ch o chi tit ph
thuc vào nhiu yu t, ví d:
– Hình dng hình hc, m phc tp và chính
xác yêu cu ca chi tit
– Vt liu ch o chi tit
u kin sn xut thc t a nhà máy
– Dng sn xut…
a chn hp lý pp ch o chi tit c th, ngi
phi có kin thc và nm vng tt c các
phng pháp ch o có th.
TS. H Th Thu Nga -HBK
1.1. Khái nim các phng pháp gia công
khôngtruynthng(GCKTT)
•Hình thành phoi nh quá trình bin
ng và ma sát ti vùng ct
•Tách vt liu di dng phoi nh tác
ng ca lc ct (nng lng c c)
lên chi tit thông qua dng c có li
t ð gây bin dng do trong vùng
gia công và bin dng trt theo mt
phng trt ð hình thành phoi
tách c vt liu, dng c t
phi cng hn chi tit gia công ti
nhi bình thng cng nh tai các
u kin ct gt khác.
Nhc li: m các phng pháp gia công truyn thng :
TS. H Th Thu Nga -HBK
F Nh m ca các phng pháp gia
công truyn thng
• Tiêu th ng lng ln
• Bin dng không mong mun di tác dng
a lc ct, nhit ct…
• Phát sinh ng sut d t, ba via
• Khó gia công hoc không th gia công các
chi tit vt liu có n, ng hay
o cao, hình dng phc tp, kích thc
nh, chính xác cao
TS. H Th Thu Nga -HBK
i quan h gia tính cht
lý ca vt liu bn nóng
(a) và kh ng gia công
ng ct gt
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 4
TS. H Th Thu Nga -HBK
n, ng ca chi tit quá cao (>400 HB)
• Gia công vt liu quá dòn, thy tinh, gm hay hp kim
qua x lý nhit
• Hình dng chi tit có hình dng phc tp, l nh và dài
• Chi tit mm yu, kém cng vng
bóng và chính xác quá cao so vi kh ng t
c ca các phng pháp gia công c n
• Gia công các sn phm cc nh trong ngành công
nghi n t (ch o các bo vi mch n t)
F Các phng pháp gia công c n không th thc
hi c hoc thc hi c nhng không t hiu
qu kinh t khi:
TS. H Th Thu Nga -HBK
a. Khái nim các phng pháp gia công
không truyn thng (GC c bit)
• Là mt nhóm các quá trình loi b (tách) lng
tha vt liu bng vic s ng các k thut dùng
ng lng: c, n, hóa, n - hóa, nhit.
• Không s ng dng c t có li ct nh các
phng pháp gia công truyn thng
• Phát trin t sau chin tranh th gii th 2 nhm
áp ng các nhu cu gia công mi mà các phng
pháp gia công truyn thng không thc hi c
hoc khó thc hi t hiu qu kinh t Ø
TS. H Th Thu Nga -HBK
b. Các m ca phng pháp gia công
không truyn thng
• Gia công bt k loi vt liu có n cao, ng cao,
kim loi hay phi kim loi (composites, thu tinh, thch
anh, ruby, gm, cht do có n cao… )
• Gia công d dàng các chi tit hình hc phc tp v
chính xác cao mà các phng pháp gia công c n khó
hoc không th thc hi c
• Không làm h ng b t gia công do ng sut d xut
hin trong quá trình ct nh trong các pp gia công c n
• Không cn s ng dng c có li ct, ng
a dng c không cn phi ln h n chi tit
• Tit kim nng lng, tit kim nguyên vt liu
• D dàng gia công các b t hình dng phc tp, kích
thc nh (micro, nano) v chính xác cao
TS. H Th Thu Nga -HBK
• Nng sut bóc kim loi thp hn so vi phng
pháp gia công ct gt, công sut riêng cao
(HP/mm
3
.ph )
• Có th chính xác cao vi t gia công thp
• Gia công các b t phc tp, b t nh trên mt
chi tit ln
• Trang b t tin, u khin t ng
• Trình tay ngh a công nhân cao
• Chuy ng gia công n gin ð t cu máy n
gin
• Tuy nhiên, các PPGCKTT không th thay th các
PPGC truyn thng, s ng khi t hiu qu kinh t
n so vi PPGCTT hoc không th thc hi c
ng các PPGCTT
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 5
TS. H Th Thu Nga -HBK
F a chn PPGCKTT phi da trên các
u t sau:
- Tính cht ca vt liu gia công cng nh hình
ng, kích thc b t cn gia công
- Các thông s quá trình gia công
- Kh ng công ngh a pp gia công
- Xem xét v t hiu qu kinh t và tác ng n
môi trng
TS. H Th Thu Nga -HBK
c. Phân loi các phng pháp gia công
c bit
a trên c ng lng a vào vùng gia công ð
chia thành 4 nhóm gia công chính:
• Nng lng c c: vt li c tách ra khi chi tit gia
công nh tác dng ca dòng ht mài hoc cht lng
hoc kt hp ht mài + cht lng vi t cao
• Nng lng n - hóa: s ng nng lng n kt
p vi ph ng hóa h tách vt liu (quá trình này
ngc vi m n), cho nng sut cao
• Nng lng hóa: s ng n mòn hóa h tách lp
t liu trên 1 phn chi tit, phn còn l c bo v
• Nng lng nhiêt: s ng nng lng nhit tác dng
lên mt din tích nh t làm nóng chy hay bay hi
p vt liu
TS. H Th Thu Nga -HBK
Các phng pháp gia công dùng c ng
(Mechanical Energy Processes)
• Gia công bng siêu âm (Ultrasonic machining -
USM)
• Ct bng tia nc (Water jet cutting - WJC)
• Gia công bng dòng ht mài (Abrasive jet
machining - AJM)
• Gia công bng tia nc + ht mài (Abrasive water
jet cutting - AWJC)
TS. H Th Thu Nga -HBK
Các phng pháp gia công n hóa
(Electrochemical Machining Processes)
• Gia công n hóa n mòn (Electrochemical
machining –ECM)
• Mài n hóa (Electrolytic grinding)
• Khoan n (Electro Jet Drilling - EJD)
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 6
TS. H Th Thu Nga -HBK
Các phng pháp gia công hóa
(Chemical Machining Processes)
• Phay hóa (Chemical milling - CM)
• Gia công quang hóa (Photochemical
machining - PCM)
• Khc hóa (Etchant machining)
TS. H Th Thu Nga -HBK
Các phng pháp gia công dùng nng
ng nhit (Electrothermal processes)
• Gia công bng tia l n (Electric discharge
machining - EDM)
• Gia công bng dây tia l n (Wire electric
discharge machining - Wire EDM)
• Gia công bng chùm n t (Electron beam
machining, EBM)
• Gia công bng chùm tia laser (Laser beam
machining, LBM)
• Gia công bng plasma (Plasma arc machining,
PAM)
TS. H Th Thu Nga -HBK
Ví d 1 s ppgc ktt
TS. H Th Thu Nga -HBK
Xu hng phát trin ca PPGCKTT:
• Nghiên cu kt hp GCKTT vi các pp gia công
t gt, hoc kt hp gia các PPGCKTT nhm
ích ci thin quá trình gia công, nâng cao
ng sut tách vt liu (hybrid machining
processes - HMP)
Ví d: laser tr giúp các PPGC ct gt, mài n
hóa, gia công siêu âm n hóa, gia công tia
c + ht mài…
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 7
TS. H Th Thu Nga -HBK
Ví d: Kt hp các phng pháp gia công KTT
i pp gia công n hóa
• EDM: gia công tia la
n
• ECU: siêu âm n hóa
• ECM: gc n hóa
• ECA: n hóa ht mài
• ECAM: gc n hóa ht
mài
• ECDM: n hóa + tia
n
• EDM: gc tia l n
• ECH: mài siêu tinh n
hóa
• AJECM: gc n
hóa+tia ht mài
• LECM: gc n
hóa+laser
TS. H Th Thu Nga -HBK
So sánh các c trng ca các phng pháp
GC không TT
(Theo tài liu “Các phng pháp gia công c bit”,
inh V -HCN)
TS. H Th Thu Nga -HBK TS. H Th Thu Nga -HBK
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 8
TS. H Th Thu Nga -HBK
Theo ASM
TS. H Th Thu Nga -HBK
So sánh kh ng công ngh a PPGCKTT và PPGC ct
t
TS. H Th Thu Nga -HBK
1.2. Phng pháp gia công bng siêu âm
Ultrasonic Machining (USM)
• Siêu âm là sóng àn hi có tn s 20 kHz –1GHz,
(ngng tn s con ngi có th nghe c: 16 kHz)
ng dng ca siêu âm c chia thành 2 loi:
–Công sut truyn âm nh (vài milliwatts n vài watts):
dùng trong các dng c kim tra, o lng không phá
y. Sóng siêu âm không làm tn h n chi ti c
kim tra
–Công sut truyn ln (vài W n vài KW): dùng trong
phu thut, ty sch, hàn, ct, gia công
TS. H Th Thu Nga -HBK
Nguyênlýgiacôngbngsiêuâm:
• Gia công bng siêu âm là truyn dao
ng vào vùng ct vi tn s siêu âm,
dao ng này va p vào ht mài
ht mài va p vào vùng ct và tách
vt liu
• Máy phát siêu âm 6 phát dao ng có
n s :18 –25 kHz bin t 5
(bin dao ng n thành dao ng
c) Thanh truyn 4 u
dngc3
• Biêndao ng sóng 5-10 m c
khuch i bi thanh truyn 4 ð biên
dao ngcadngc: 25 - 80 m
• Dung dchht mài 7 a liên
tc vào vùng gia công
• Chi tit 2 c gá trên bàn máy 1 có
th di chuyn theo 2 phng vuông
góc
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 9
TS. H Th Thu Nga -HBK
nguyên lý máy gia công siêu âm
TS. H Th Thu Nga -HBK
ch tách vt liu ca quá trình gia công
ng siêu âm:
ð 2 c ch tác dng tách vt liu:
–Tác ng c khí: va p
u dng c vào ht
mài ri truy n b t
gia công ð t mài cào
c mt gia công và tách
t liu (tng t quá trình
mài)
–Mài mòn xâm thc: do s
thay i áp sut trong lòng
cht lng do dao ng ca
n cc dng c ð có tác
ng t i vi vt liu
m hoc dng bt
TS. H Th Thu Nga -HBK
ch tách vt liu
TS. H Th Thu Nga -HBK
máy gia công siêu âm
-transducer: b
bin t (t gio),
bin dao ng n
thành dao ng c
-Horn: b khuch
i và truyn dao
ng sang dng c
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 10
TS. H Th Thu Nga -HBK
và các thông s gia công siêu âm
TS. H Th Thu Nga -HBK
D
H
: ng kính l gia công ; D
T
: ng kính dng c
d
g
: ng kính ht mài
ng c không tip xúc trc tip chi tit mà luôn có khe h
0.025 - 0.075 mm (~ 3 d
g
)
TS. H Th Thu Nga -HBK
Các thông s công ngh
• Dng c: dng nh hình
- Vt liu dng c: có n mòn cao, ng và o cao
ng thau, thép, thép không r, thép gió, thép hp kim… ): thép
45C, thép dng c Y8A, Y10A
• Tn s dao ng ca dng c: trong khong 18 –40 kHz
• Biên dao ng dng c: là thông s n quy nh hiu
qu gia công, 10 –50 m
• Bc tin gia công: t nh tin theo phng z (trc dao)
liên quan n t t:
–Thay i t 0.0025 to 0.1 mm/s
–Ph thuc vào cng siêu âm, tn s và biên dao ng
âm, vt liu gia công, dung dch ht mài…
TS. H Th Thu Nga -HBK
0.0080.20Boron carbide
0.0100.25Tungsten carbide
0.0651.7Thch anh
0.0601.5Ceramic
0.0802.0Carbon-graphite
0.1253.2Thép
0.1503.8Thy tinh
in./minmm/min
Ttin dao
Vt liu gia công
Quan h gia t tin dao và vt liu gia
công
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 11
TS. H Th Thu Nga -HBK
Dung dch ht mài
• Ht mài:
–boron carbide (B
4
C ), aluminum oxide (Al
2
O
3
cô-run
n), silicon carbide (SiC), bt kim cng
ng ht mài nên chn ln h ng chi tit: vd
Al
2
O
3
thng dùng gia cho thy tinh hay vt liu dòn
n, B
4
C có ng cao nht dùng thích hp cho gia
công saphir
• Cht lng: nc, du mazut, du ha, du gai… Nc cho
ng sut cao nht
• Dung dch nc –ht mài (thng vi t 50 –50) c
m liên tc vi t khong 25 l/min
• Ngoài tác dng ct, dung dch nc-ht mài có tác dng
làm ngui dng c và chi tit
TS. H Th Thu Nga -HBK
Kích thc ht mài
0.000350.009800
0.000570.014600
0.00120.03400
0.00150.04320
0.0020.05240
in.mm
Kích thcht mài
S hiu
ht mài
(Grit)
Ví d: khi gia công yêu
nhám v t Ra
= 0.38 n 0.25 m ð
chn kích thc ht mài
240 và 800 tng
ng
F t mài nh cho
ng sut gia công thp
nhng bóng b
t cao
TS. H Th Thu Nga -HBK
Cácyutnhhngchínhxácvà
nhám BM:
•t liu gia công: Ra tng khi gia công vt liu dòn
nh thy tinh, germania ð
•nsvàbiên dao ng: f tng Ra tng ð
•tmài, dung dch ht mài: ng kính ht màicàng
ng bóng b t càng gim ð
•Chiu sâu l, thi gian gia công: thi gian gia công,
chiu sâu l ng ð chính gia công gim xác gim
(do mài mòn dng c ng)
•Khi gia công l, ng kính l thng ln h ng
kính dng c 1 lng bng kích thc ht mài F
TS. H Th Thu Nga -HBK
chính xác gia công ph thuc vào:
chính xác ca thit b và u chnh
máy, v trí tng i gia chi tit và
ng c…
–các thông s công ngh chính xác
a dng c, sâu l gia công, kích c
t mài, s nh khe h gia dng c
và chi tit gia công… )
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 12
TS. H Th Thu Nga -HBK
ng sut tách vt liu
(Material Removal Rate - MRR)
• Nng sut (hay t ) tách vt liu (mm
3
/ph) ph thuc vào:
–vt liu gia công: t gi ng vt liu dng c và
ng chi tit gia công càng cao thì MRR càng thp à
thng dùng gia công vt liu có ng cao cho NS cao
–biên và tn s dao ng ca dng c ð
–loi và kích c t mài, ð
–áp lc tnh, ð
–t c –ht mài ( cô c ca dung dch);
–chiu sâu gia công và tit din ngang ca dng c
mòn ca dng c (theo chiu dc và chiu ngang)
TS. H Th Thu Nga -HBK
ðt liu dng c nên chn vt liu do, dai;
ðng sut cao nht khi gia công vt liu cng,
dòn; thp nht khi gia công thép tôi hay hp
kim carbide
ðKhông nên gia công các vt liu do nh ng
thau, plastic, thép do…
ðng sut gia công vài mm
3
/min khi gia công
t liu do, ng thp; n vài trm
mm
3
/min khi gia công thy tinh hay gm, vt
liu bán dn
TS. H Th Thu Nga -HBK
Tính gia công ph thuc vt liu chi tit
(vt liu dng c: thép hp kim XC 48)
TS. H Th Thu Nga -HBK
nh hng ca biên dao ng n nng sut
tách vt liu
MRR gim do khi
ng biên dao
ng, do ti trng tác
ng lên ht mài
ng làm suy yu
miliênkt
ð
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 13
TS. H Th Thu Nga -HBK
nh hng ca các thông s gia công n tc
tách vt liu
nh hng ca t n chi tit
và n dng c
nh hng ca nng dung dch ht
mài
TS. H Th Thu Nga -HBK
Cht lng b t ph thuc vào kích thc
t mài và vt liu gia công
TS. H Th Thu Nga -HBK
Vd: nh hng ca tn s dao ng n nng
sut tách vt liu (MRR)
TS. H Th Thu Nga -HBK
nh hng ca biên và tn s dao ng n
ng sut tách vt liu
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 14
TS. H Th Thu Nga -HBK
nh hng ca tn s dao ng nhám
t
TS. H Th Thu Nga -HBK
nh hng ca biên dao ng nhám
t
TS. H Th Thu Nga -HBK
nh hng ca kích thc ht mài n t
tách vt liu MRR
TS. H Th Thu Nga -HBK
nh hng ca kích thc ht mài nhám
t
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 15
TS. H Th Thu Nga -HBK
nh hng ca áp lc tnh n MRR
TS. H Th Thu Nga -HBK
nh hng ca áp lc tnh nhám b t
TS. H Th Thu Nga -HBK
Các loi máy gia công siêu âm:
• Máy gia công siêu âm dùng va p ht mài:
- tách vt liu bng vic s ng ht mài và dao ng
u dng c
- Công sut t 150 –2500 W ph thuc vào din tích
t gia công: din tích càng ln ð công sut máy
càng ln
• Máy gia công siêu âm quay:
- tách vt liu do dao ng c u dng c kim
ng (khoan, phay) + chuy ng quay .
- t quay ca dng c khong 300 v/p hoc có
th n 5000 v/p i vi dng c kim cng
- Công su n cung cp khong 450 W
TS. H Th Thu Nga -HBK
Máy gia công siêu
âm va p ht mài
u khin CNC vi
thit b giám sát
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 16
TS. H Th Thu Nga -HBK
Máy gia công siêu âm quay
(Rotary Ultrasonic Machining –RUM)
ng c kim cng
Trc dng c
TS. H Th Thu Nga -HBK
Gia công siêu âm quay
TS. H Th Thu Nga -HBK
Chi ti c gia công trên máy siêu âm quay
TS. H Th Thu Nga -HBK
u nh m ca phng pháp gia công
ng siêu âm
m:
–Gia công hình dng phc tp trên các vt liu bt k
–Gia công l tròn ngay c khi dng c không có chuyn
ng quay
chính xác kích thc và bóng b t cao
–Gia công có hiu qu các vt liu rt cng không dn
n (u th so vi các pp gia công c bit khác)
–Không có s thay i v tính và cu trúc vi mô ca
t liu (do không có s ng nhi chi tit gia công)
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 17
TS. H Th Thu Nga -HBK
Nh m:
– Nng sut tách vt liu thp khi gia công vt liu d n hay
thép có n thp so vi các phng pháp khác (EDM, ECM)
– Không th gia công các l hay b t lõm m ng 25-30
mm, chiu sâu l gia công b n ch
– Mài mòn dng c n do va p vi ht mài
– Mi b t gia công cn 1 dng c chuyên dùng t tin à ng
chi phí gia cng
– Gia công l thông: phi có 1 t kim loi có th gia công
tránh b gián n
– Không th gia công l không thông có góc nh cui
– Thay th dung dch ht mài khi ht tác dng (thng thi hn t :
150 –200 h gia công) ð ng chi phí gia công
nh hng môi trng và sc khe con ngi F
TS. H Th Thu Nga -HBK
Kh ng công ngh - Phm vi ng dng
• Cht lng b t có th c: 0.16 < Rz < 3.2 m
chính xác gia công: dung sai kích thc gia công : t ± 5 m
n ±25 m
• Phm vi ng dng:
–gia công các vt liu cng và siêu cng (d n hay không
n): thy tinh, ruby, composites, vt liu bán dn, hp
kim cng, ceramics…
–Khoan các l nh và sâu (t 0.1mm), phay, mài, ánh
bóng, làm sch, gia công ren trên vt liu gm
–Gia công các l và b t lõm trên vt liu cng, dòn có din
tích < 10 cm
2
–Ch o khuôn vt liu thép cng hoc hp kim thiêu kt, vòi
phun, ct các loi vt liu cng
TS. H Th Thu Nga -HBK
Ví d: S gia công siêu âm các b t
TS. H Th Thu Nga -HBK
ng dng gia công bng siêu âm ht mài
a) n cc dng c graphite b) Các chi tit vt liêu gm (ceramic)
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 18
TS. H Th Thu Nga -HBK
a) Kh á mã não; b) to l trên thy tinh; c) n cc graphite
cho pp gia công tia l n; d) gc khuôn mu trên thép cng
hoc WC; e)biên dng và l trên vt liu ZrO
2
; f) khoan l 0.4
mm trên thy tinh
TS. H Th Thu Nga -HBK
Ví d các chi tit gia công bng siêu âm
TS. H Th Thu Nga -HBK
0.64 mm trên vt liu nhôm c gia công bng siêu
âm (a) và chùm tia laser (b)
TS. H Th Thu Nga -HBK
Xu hng phát trin ca phng pháp
gia công siêu âm
• Máy siêu âm kt hp vi gia công n hóa nhm
ng nng sut, gim hao mòn dng c F
• Mài c tr giúp bng siêu âm: siêu âm làm gim
c ct, gim mài mòn c á, làm sch á và sa
á, cho nng sut cao F
• Gia công siêu âm theo biên dng: dng c n gin,
có th ng th tích và chiu sâu mt lõm cn gia
công F
–Gia công siêu âm tin dao sâu : khi gia công các
t lõm nh hình yêu cu dng c ng
nh hình phctp, t tin,
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 19
TS. H Th Thu Nga -HBK
Gia công siêu âm kt h n hóa n mòn
(gia công vt liu d n)
• U = 3-15V
• M dòng n:
5 –30A/cm2
• Dung môi:
NaCl, NaNO
3
,
KNO
3
• Tn s: 18-25 KHz
• Biên : 10-40 m
• Nng sut gia công
ngn 400%
bin t
TS. H Th Thu Nga -HBK
Siêu âm tr giúp mài
Có 2 trng hp:
• Gia công v á mài có
ng kính nh, c truyn
dao ng siêu âm
• Gia công v á mài có
ng kính ln, dao ng
siêu âm tác dng trên á mài
nh y phoi làm sch á
và s á
• Gia công l, rãnh trên các
t liu cng dòn nh thy
tinh, gm, nng sut mài
ng t 2 –4 ln
TS. H Th Thu Nga -HBK
Các dng gia công siêu âm
Siêu âm n dao sâu
(ultrasonic sinking):
ng c nh hình t
tin.
GC siêu âm theo ng biên
(contour machining): các
chuy ng u khin
theo chng trình s
TS. H Th Thu Nga -HBK
nh hng ca pp gia công siêu âm n môi
trng và sc khe con ngi
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 20
TS. H Th Thu Nga -HBK
1.3. Gia công bng tia nc
(Water Jet Cutting - WJC)
• Nguyên lý : Dùng tia nc có vn
c cao tip xúc trc tip vi b
t gia công chi tit, còn gi là
phng pháp gia công th ng
c (Hydrodynamic machining)
• Nc t thùng cp nc qua b
c và hòa tr ng áp
u phun.
• Van tit l u chnh áp lc
c (áp lc tia nc phun t
2000 –8000 bar, t phun 600
–1400 m/s)
• T m gia công din tích cc
nh, ng nng ca tia nc to
áp lc rt cao (> ng sut bn
a vt liu) ð bào mòn c khí
và phá hy vt liu
TS. H Th Thu Nga -HBK
máy ct bng tia nc
Cung
p
c
tích tr
u khin
Van tit
u
Vòi
phun
saphir
Tia
c
Chi tit
m
HT thy lc
ng áp
Thit b
Trn –Lc
TS. H Th Thu Nga -HBK
thng gia công bng tia nc
TS. H Th Thu Nga -HBK
các thông s gia công bng tia nc
(áp lc 2000 –4000 bar)
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 21
TS. H Th Thu Nga -HBK
Các thông s a quá trình ct bng tia nc
• Áp sut, t dòng chy (lu lng) và ng kính
vòi phun (là các thông s chính): t dòng ch nh
ng n t tách vt liu, còn áp su nh hng
n c NS và c ch tách vt liu (s t vt liu). Nu
u lng ln nhng áp sut thp ð không có s t
• Khong cách gi u vòi phun và mt gia công (SOD):
có nh hng n nng sut và chính xác gia công.
Thng ly t 2.5 –6.35 mm. Có th ng khong cách
n 25 mm khi gia công vt liu yêu cu ct êm hn, vì
trong khong này ít có s thay i hình dng và ng
kính ca tia, ng thi không làm nh hng n nng
sut gia công
• T chy dao: ph thuc vào vt liu và b dày ct
TS. H Th Thu Nga -HBK
u lng dòng chy
• Da vào phng trình Bernouli cho dòng cht lng không
nén c, lu lng dòng chy:
Q = 24C
D
D
2
(Eq 1)
C
D
= h a l phun (sapphire, kim cng : C
D
= 0.7)
D = ng kính l;
P = áp sut dòng cht lng
= t trng cht lng
TS. H Th Thu Nga -HBK
• T tia nc: theo pt Bernouli
• P t thun vi bình phng t dòng chy ð
ng nng ca 1 phn t c có khi lng m
(mV
2
/2 ) ð áp sut xác nh ng nng trung bình ca 1
phn t c trong tia nc
• Ti áp sut cao, các phân t c có ng nng cao hn
và có th > lc liên kt gia các phân t t liu chi tit
ð áp sut nc phi tng khi gia công vt liu có n
cao
(Eq 2)
Các thông s a quá trình ct bng tia nc
TS. H Th Thu Nga -HBK
u lng cht lng vi h C
D
= 0.7
0.702.60.0140.35
0.522.00.0120.30
0.230.870.0080.20
0.130.490.0060.1530200
0.813.10.0140.35
0.602.20.0120.30
0.260.980.0080.20
0.150.570.0060.1540275
0.953.60.0140.35
0.702.60.0120.30
0.310.790.0080.20
0.170.640.0060.1555380
gal./minL/minin.mmksiMPa
u lng nc
(flow rate)
ng kính
L
Áp sut
c
(Pressure)
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 22
TS. H Th Thu Nga -HBK
Chiu dày ct và t chy dao ph thuc vào
t liu gia công
Gia công vt liu dày và nng ð chy dao càng gim
TS. H Th Thu Nga -HBK
Trang thit b
• B c nhiu giai n: lc các phn t n có kích thc
<0.5 µm, lc ncsch nhng tui th cho thitb
vàu phun
• B ng áp: khuch i áp lc ca dòng nc t áp sut thp
(4 bar) n áp sut cao (4000 bar=400 MPa). ð
• Dng c: u phun gm có vòi phun, vòng kp. Vòi phun có
ng kính t 0.1 –0.4 mm, thng c ch o bng
sapphire hoc kim cng, vòng kp làm bng thép không g
• Máy gia công tia nc thng c t ng u khin bng
chng trình s (CNC)
TS. H Th Thu Nga -HBK
ng áp
ngápn
ngápkép
TS. H Th Thu Nga -HBK
u phun
u phun
phun
uphuntia
c + ht mài
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 23
TS. H Th Thu Nga -HBK
trm máy ct tia nc
TS. H Th Thu Nga -HBK
Máy gia công bng tia nc
TS. H Th Thu Nga -HBK
u nh m ca phng pháp gia
công bng tia nc
• Nc r tin, không gây c hi, d dàng thi và s
ng li, không gây bi bm ô nhim môi trng
• Quá trình yêu cu th tích nc hn ch (100 –200 L/h)
• Dng c (vòi phun) không b mài mòn
• Không b nh hng nhit trong quá trình ct, phù hp
khi gia công trong môi trng d gây cháy n
• Quá trình không gây c hi cho môi trng, phù hp
gia công vt liu có tính bt : thy tinh, composistes,
khoáng cht (amian)
• Có th gia công c t liu có n thp, mm do nh
ng, nhôm
TS. H Th Thu Nga -HBK
• Lc tác dng ca tia nc lên b t gia công không
t quá 50N –130N ð không cn s ng c u
p chi tit
• Không có bin cng b t và nh hng ca nhit
• D dàng kt hp vi các h thng t ng (robots)
Nh m:
• Chi phí sn xut cao: giá thành máy, tay ngh công
nhân yêu cu cao
• Chi phí sa cha bo dng cao (h thng trang thit
thy lc)
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 24
TS. H Th Thu Nga -HBK
Kh ng công ngh và ng dng
• Gia công tt c t liu có n thp n cao, b
dày t 0.8 –25 mm, chính xác ±0.13 mm.
• thng ng dng ct vt liu mm, á, granit
• Ct vt liu kim loi tm, composites dùng trong hàng
không, ct vt liu nhiu lp
• Ct di nc và dùng trong công nghip tàu thuyn
• Ct các tm mch n t
• Kt hp trong h thng robots
• Ct thc phm: gim s gãy v a vt liu t 40 –60%
xung < 2%
• Ct vt liu dng li (ví d: baby diapers)
TS. H Th Thu Nga -HBK
ng dng gia công tia nc
Ngoài ra, gia công bng tia nc còn c s
ng:
• Làm sch, ánh bóng, ty du m các b
t
• Loi b nhim ht nhân
• R ng và khuôn
• Làm sch b t chun b cho kim tra
• Tng bn b t
• Làm sch ba via
TS. H Th Thu Nga -HBK
Ví d: Ct tia nc kt hp h thng robots dùng
trong công nghip xe hi
Chi ti c ct
TS. H Th Thu Nga -HBK
t bng tia nc vt liu Composite
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
TS. H Thu Nga -HBK 25
TS. H Th Thu Nga -HBK
F Gia công bng tia nc và ht mài
(Abrasive Water Jet Machining –AWJM)
• Là quá trình tách vt liu kt hp tia nc và tia ht mài ð
ng kh ng gia công vt liu có ng và n
cao (nh thy tinh, ceramic, kim loi, ct si carbon)
• Ci thin nng sut da trên c ng nng ca tia nc
và ht mài, tng 10 –50 ln so vi gia công tia nc
• Áp lc tia nc cao (138 –500 Mpa ), nhng thp hn so
i gia công tia nc (= 80% P khi gia công bng tia nc)
• T trn nc / ht mài : 7/3 (theo th tích)
• Vt liu ht mài: oxyt nhôm, cát, hng ngc… kích thc
10 –180 m
• Có th t vt liu dày (5-10 inches) .
TS. H Th Thu Nga -HBK
gia công bng tia nc + ht mài
• Khác vi gia công tia nc : có
thêm 1 vòi phun ht mài và c
u chy dao ht mài
• Ht mài a thêm vào dòng
c áp lc cao qua bung trn,
dòng chy áp lc cao i qua s
o nên 1 vùng áp sut thp ð
hút dòng ht mài vào bung trn
ð vòi phun
• Áp lc dòng dung dch t 2000 –
3000 bar (200 –300 MPa)
• Vòi phun có ng kính 0.75 –
2.5 mm
• Công sut tia nc t 7-45 kW
i vòi phun
(70%)
(30%)
TS. H Th Thu Nga -HBK
u phun tia nc + ht mài
ng tc ht mài trong ng hi t
TS. H Th Thu Nga -HBK
Các thông s a quá trình
• Áp lc nc, ng kính vòi phun nc
ng, n ca vt liu
• Dng vt liu (kim loi, phi kim loi, composites)
• Chiu dài và ng kính ng hi t
• Khong cách gi u vòi phun và mt gia công (SOD):
nh hng NS gia công, chn giá tr nh cho chính xác
gia công cao, giá tr n cho NS cao. SOD thng = 0.5 –5
mm, SOD > 5mm : tia dung dch mt dn kh ng gia
công cho n khi t 50 –80 mm
• T trn nc / ht mài : 7/3 (theo th tích)
• T chy dao
• Loi và kích thc ht mài
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
H
A
N
G
E
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
